Cadre géologique
La géologie de Madagascar se divise en deux parties distinctes : 2/3 par des formations sédimentaires et le tiers par des formations cristallines.
Socle cristallin
Le socle cristallin dans notre zone d’étude est essentiellement formé de granite, de gneiss et de migmatites renfermant localement des micaschistes et des cipolins, elle apparait dans la partie Est, à la frontière de la région Bongolava.
Formations sédimentaires
Les formations sédimentaires dans la zone d’étude se devisent en deux groupes qui sont le groupe de la Sakamena et le groupe de l’Isalo.
Groupe Sakamena : dans toute la partie Ouest descendant vers le Sud, d’Ankondromena à Ambatolahy. Formé par des schistespellitiques à plantes (présences de tronc de bois silicifiés), de grès ouargileux verts.
Groupe Isalo : dans la partie centrale de la sous préfecture. Constitués en général par des conglomérats, des grès à stratifications entrecroisée d’argiles et de sables argileux.
On note aussi la présence de terrasses alluviales le long des fleuves avec des bancs de galets. Ces terrasses forment des grands deltas aux embouchures des fleuves avec des vases de mangroves.
Mais notre zone se situe sur la partie reposant surle socle cristallin comme indiquée sur la figure I-4 suivante.
Climat et Hydrographie
Le côté Ouest de Madagascar présente deux saisons climatiques :
• Une saison chaude et pluvieuse, de Novembre à Avril,
• Une saison moins chaude et très sèche, de Mai à Octobre,
La sécheresse s’accentue du Nord vers le Sud en se rapprochant du tropique mais s’attenue en rentrant dans les terres en raison de l’altitude.
Pluviométrie et température
Pluviométrie
La zone d’intervention se trouve dans le climat aride avec une pluviométrie comprise entre 600 et 1 000mm/an qui devient le facteur limitant les activités agricoles.
Le tableau I-1 nous montre que pendant les années les plus humides, la précipitation variait de 1 756 à 2 254mm/an (en moyenne) et pendant les années les plus sèches, on a mesuré de 590 à 785mm/an
Hydrographie
La région a une forte potentialité hydraulique en eaux de surfaces. Les parties Nord et Est de la région sont riches en plan d’eau ainsique de fleuves et rivières qui arrosent et déposent des alluvions sur les plaines en méandres au bénéfice des cultures vivrières.
Les fleuves et rivières
• Le Tsiribihina : il prend sa source du massif de Bongolava, débouche à Miandrivazo, alimente le lac Betsiriry, continue sur le plateau de Bemaraha et se disperse dans la vaste mangrove d’Andimaka ;
• Le Manambolo : il prend sa naissance dans la régionde Bongolava, arrose la partie Nord de Miandrivazo ;
• La Mania, Le Sakeny, La Mahajilo : tous des affluents du Tsiribihina prenant leurs sources de différentes région mais qui se recoupe dans la partie Sud de Miandrivazo.
La figure I-5 représente la carte hydrographique dudistrict de Miandrivazo avec les principaux fleuves de la région.
CHAPITRE II METHODES UTILISEES
Dans cette partie, nous parlerons de différentes méthodes géophysique que nous effectuerons in situ ainsi que des méthodes appropriées mises en œuvre pour le traitement des données.
LES METHODES GEOPHYSIQUES
La géophysique est un outil de reconnaissance des informations géologiques sans aucune destruction grâce aux mesures des paramètresphysiques tels que la résistivité, la densité, la susceptibilité magnétique ou encore la vitesse acoustiques des ondes. C’est une science assez jeune qui comporte plusieurs méthodes: comme la méthode électrique, la gravimétrie, la méthode magnétique ou la méthode sismique ayant chacune leurs propres particularités. Les différentes techniques géophysiques ont été développées pour la recherche de pétrole, de l’eau ou de minerais, ainsi que pour la géotechnique.
Le tableau II-1 présente les différents groupes de méthodes de prospection.
Principe de la méthode de résistivité
Cette méthode consiste à déterminer la résistivité du sous-sol en tenant compte la différence de potentiel entre deux électrodes aux points M et N, appelés aussi électrodes de potentiel, après l’injection du courant continu entre deux autres électrodes en A et B encore appelés électrodes de courant.
Dans un espace semi-infini et homogène, le potentiel en un point M après l’injection du courant continu I est de la forme.
Méthode de prospection électrique
Le passage d’un courant électrique dans un sol s’accompagne de processus électrochimiques dont le caractère et l’intensité dépendent directement des propriétés chimiques et physiques du sol.
Le passage du courant peut se faire de deux façons : soit par conductibilité électrique pour laquelle il y a déplacement d’électrons libresdans les particules métalliques (pyrite, chalcopyrite…) ou par conductibilité ionique pourlaquelle il y a déplacement d’ions dans les solutions contenues dans les pores et les fractures des roches. Et c’est cette seconde caractéristique du sol qui nous intéresse car la présence de pore ou de fracture indique la possibilité de la chargeabilité en eau.
Les propriétés électriques peuvent être mesurées de plusieurs façons. Les trois propriétés fondamentales sont :
l’activité électrochimique : base de la polarisation spontanée (P.S.) ; ces processus électrochimiques qui se produisent lorsque le courant passe: d’un milieu à conductibilité ionique (eau) à un milieu à conductibilité électronique; et d’un milieu à conductibilité ionique à un milieu peu conducteur ou au contact d’un milieu de conductibilité ionique différente.
Le passage du courant dans le sol ou la roche se fait principalement par conduction ionique à travers des pores ou fractures remplis desolution. Or, il arrive que certains de ces pores soient bouchés par des particules métalliques, c’est le cas de la figure II-3.
Modèles à une dimension
Appelée aussi sondage électrique, elle donne à la verticale du point de mesure les différentes valeurs des résistivités correspondant à chaque profondeur qui dépend du dispositif utilisé ainsi que de la nature lithologique de la zone d’étude.
Il y plusieurs type de disposition des quatre électrodes A, M, N et B que l’on utilise dans le domaine du courant continu mais on va s’attarder sur les deux principaux : le dispositif Schlumberger et le dispositif Wenner.
Matériels utilisées pour le traitement des données
La méthode la plus efficace d’interprétation d’un modèle consiste en l’utilisation d’algorithmes d’inversion qui, à partir d’un modèle grossier de sous-sol et connaissant l’équation du potentiel à la surface pour un système d’électrodes donné, vont restituer un modèle dont la réponse s’ajuste (statistiquement) le mieux possible à la courbe mesurée.
Le calcul d’inversion se fait évidemment sur ordinateur. Un problème se pose cependant, il faut être en mesure de pouvoir prédire un modèle initial pour les algorithmes d’inversion, ce qui n’est pas toujours évident. De même, on n’aura pas nécessairement un ordinateur à portée demain. D’où l’utilisation des abaques.
Les abaques sont une série de courbes types calculées pour divers contrastes de résistivité et épaisseur pour les différentes couches du sol. L’interprétation consiste à trouver la courbe qui s’ajuste le mieux à la courbemesurée et on obtient ainsi les paramètres dusous-sol.
Le logiciel QWSEL du CRG-GARCHY (CNRS, France) est un logiciel de calcul d’inversion pour un modèle final par des itérationsen utilisant la méthode des moindres carrées. Nous parlerons en annexe de la mode d’utilisation du logiciel (Cf. Annexe i).
Après avoir acquis et traduis les valeurs des résistivités pour chaque sondage électrique vertical (SEV), on dresse la carte de résistivité. Pour cela, plusieurs logiciels sont mis à notre disposition dont GRAPHER. GRAPHER est un logiciel de Golden software crée pour le croquis de graphe en 2D (deux dimensions) ou 3D (trois dimensions). La version utilisée ici est la version GRAPHER 4. Son mode d’utilisation sera explicité enannexe (Cf. annexe ii).
ACQUISITION DES DONNEES
On met en place tous les appareils nécessaires, puis on fait le branchement. Les électrodes sont distants l’un de l’autre de 1m. Après vérification des installations et branchements des appareilles on peut démarrer le SYSCAL R2 pour effectuer les mesures de résistivité.
Puis on réitère le procédé tout en écartant chaque électrode à distance de 3 m.
Passons maintenant à la troisième partie de cette étude ; aux résultats et interprétations des dits résultats.
Bassin hydrogéologique ou bassin réel
Le bassin hydrogéologique est la fraction de l’espace du bassin hydrologique située sous la surface du sol. C’est le domaine des eaux souterraines. En général, il correspond à un bassin sédimentaire. Ses limites sont imposées par la structure hydrogéologique.
Notion sur les aquifères
L’aquifère est une formation hydrogéologique perméable à l’eau, à substrat et parfois à couverture de roches moins perméables, comportant une zone saturée et conduisant suffisamment l’eau pour permettre l’écoulement significatif d’une nappe souterraine et le captage de quantités d’eau appréciables (CASTANY G., 1982). Le système aquifère est constitué par le substratum imperméable ou plancher, l’aquifère et le toit. Suivant la perméabilité du toit, on distingue des aquifères à nappe libre, captive ou semi captive.
Aquifère à nappe libre
C’est une aquifère avec une nappe dont la surface piézométrique se confond avec la surface de la nappe. C’est-à-dire qu’il n’y a une différence de hauteur entre le niveau de l’eau et le toit.
SYNTHESE DES INTERPRETATIONS
Voici un tableau récapitulatif présentant les nombres de couches avec les épaisseurs des couches d’aquifères probables.
Notre étude basée sur la connaissance des résistivités apparentes nous indique ainsi :
La couche superficielle de latérite (argile ferrugineux reconnaissable parla couleur rouge) assez fine.
Une couche de grès, de sable ou de gravier d’épaisseur 2 à 5 m
La présence d’une couche d’altération du socle formant notre aquifère.
Et au niveau duProfil7 une couche superficielle de sable argileux ou d’argile sableuse due à l’accumulation des alluvions.
On verra en annexe (Annexe vii ) la carte piézométrique de la zone d’étude.
En définitive, la structure lithologique de la zone d’étude se constitue d’une couche de latérite suivie d’une couche de grès, de sable et/ou de gravier expliquant la présence qui forme la partie sédimentaire comme indiquée dans la géologie de la zone d’étude (cf. Chapitre I. 2 Cadre physique et géologique) reposant sur un socle cristallin formé par du granitemigmatitique ou du migmatite granitoïde. Intercalée entre ces deux formations on observe une aquifère qui est l’altération du socle,observable sur toute la superficie de la zone d’étude. La couche d’aquifère est ainsi répartie sur toute la surface de la zone d’étude, à une profondeur de 15m jusqu’à 30m, d’uneépaisseur variable de 0,5m jusqu’à aller dans les 18 m, assurant un réservoir conséquent avec une capacité de recharge non négligeable du fait qu’elle est encore visible pendant la période de prospection se tenait pendant le mois d’Avril pendant la saison sèche.
CONCLUSION
La ville de Miandrivazo, et la région toute entière, est une des régions clé du SudOuest de la Grande Ile car c’est une des régions les plus riches : culture d’haricots (communément appelé « or blanc »), zone pastorale très active, zone aurifère mais délaissée à cause de son éloignement. Le but de notre étude était basé sur une prospection électrique afin de définir la structure lithologique du district de Miandrivazo en vue d’une adduction d’eau potable. Le district de Miandrivazose trouvant sur la ligne de séparation des formations sédimentaires et des formations cristallines, l’utilisation de la prospection électrique nous à permis de définir que notre zone d’étude se situe sur la partie cristalline.
L’apport de la méthode électrique pour une étude structurale d’un bassin est indéniable car elle est peu onéreuse, rapide et fiable. Ainsi on apu déduire la structure du sous sol denotre zone d’étude :
La couche superficielle de latérite assez fine ;
Une couche de grès, de sable ou de gravier ;
La présence d’une couche d’altération du socle formant l’aquifère.
Et au niveau du Profil 7 une couche superficielle d’accumulation des alluvions. Mais pour une adduction d’eau potable, il faut agrémenter nos recherches avec d’autres études :
• Géophysiques : télédétection pour localiser les failles et ruptures signes de la probable présence des réserves souterraines, des prospections magnétiques ou sismiques pour la délimitation des roches en profondeurs.
• Hydrochimie : pour l’étude la potabilité de l’eau.
• Géologiques : des forages ou des sondages géologiques pour étayer notre thèse sur la présence de l’aquifère.
• La réhabilitation de la Station Météorologique de Miandrivazo. Notre étude et nos recommandations sont à prendre en considération parce que l’eau est une denrée précieuse et indispensable au développement.
Table des matières
SOMMAIRE
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES ACRONYMES ET ABREVIATIONS
REMERCIEMENTS
INTRODUCTION
CHAPITRE I CONTEXTES DE LA ZONE D’ETUDE
1. Localisation géographique
2. Cadre physique et géologique
2.1. Cadre Physique
2.2. Cadre géologique
3. Climat et Hydrographie
3.1. Pluviométrie et température
3.2. Hydrographie
CHAPITRE II METHODES UTILISEE
1. LES METHODES GEOPHYSIQUES
1.1. Principe de la méthode de résistivité
1.2. Méthode de prospection électrique
1.3. Les différentes étapes d’une prospection électrique
1.4. Modèles à une dimension
2. MATERIELS
2.1. Matériels utilisées in situ
2.2. Matériels utilisées pour le traitement des données
3. ACQUISITION DES DONNEES
CHAPITRE III RESULTATS ET INTERPRETATIONS
1. RAPPELS THEORIQUES
1.1. Bassin Versant [4]
1.2. Notion sur les aquifères [4]
2. RESULTATS ET INTERPRETATIONS
2.1. Interprétation qualitative des résultats
2.2. Interprétation quantitative
3. SYNTHESE DES INTERPRETATIONS
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
Annexe i Courbe de sondages des résistivités
Annexe ii Courbes d’iso-résistivités
Annexe iii Courbe Ombro-thermique
Annexe iv Récapitulatifdes données forages antérieurs
Annexe v Résistivité des roches
Annexe vi Feuille de mesure pour un SEV
TABLE DES MATIERES
